Вы не можете работать без «хорошей» связи, а почему спутники должны? Вот именно, не должны, поэтому учёные Политеха Петра работают над созданием высокоскоростного модема для малых космических аппаратов — кубсатов — чтобы они могли быстрее и эффективнее передавать собранные данные на Землю.
Космические кубики, в которые «играют» исследователи
Малый космический аппарат стандарта CubeSat (Cube satellite) — один из самых распространенных сегодня форматов космических спутников. Первые кубсаты придумали и сконструировали в 1999 году. К 2024 году было запущено более 2500 таких спутников, и, по прогнозам, в течение следующего десятилетия их число достигнет более 10 000. Эти малые космические аппараты имеют форму кубиков, которые помещаются в ладонях: размер кубсата — 10 на 10 см, масса — до 1 кг. Кубсат не может содержать отделяемых частей, он должен быть монолитным. Такой спутник представляет собой алюминиевый каркас, его внешние поверхности оснащены солнечными батареями, а внутри находятся микроэлектронные элементы питания, системы передачи и приема сигналов. В качестве полезной нагрузки кубсат может «прихватить» с собой фотокамеру, различные датчики для измерения. Для большей вместимости обычно несколько кубиков соединяют вместе.
Приём-приём, Земля?! Это кубсаты
Сейчас для большинства кубсатов максимальная скорость передачи данных не превышает 200–300 Мбит/с. При этом собранную информацию спутники могут передавать на Землю, только когда пролетают по орбите ровно над базовой станцией, способной принимать сигнал. Так работают, например, пять кубсатов, запущенных Политехом Петра и предназначенных для радиотехнического мониторинга электромагнитной обстановки. Длительность сеанса связи со спутником не превышает 10 минут, а объем накопленных данных составляет гигабайты. Для улучшения канала связи космос-Земля ученые Политеха Петра разрабатывают высокоскоростной модем для малых космических аппаратов, который будет обеспечивать скорость не менее 1 Гб/с. Инновационность технологии заключается в применении новых сигнально-кодовых конструкций, позволяющих обеспечить высокие скорости передачи при ограниченном энергопотреблении кубсатов.
Новый модем также позволит синхронизировать время наземных станций, что поможет решать задачи высокоточной навигации — это особенно важно, например для Северного Морского Пути.
Предлагаемый подход не имеет аналогов. На сегодняшний день специалисты провели моделирование предлагаемых сигнально-кодовых конструкций и продумали схемотехнические решения. Далее они создадут прототип модема, который протестируют при экспериментальных запусках в ближайшее время.
📌 Проект поддержан программой стратегического академического лидерства «Приоритет-2030» Минобрнауки РФ.
Подписывайтесь на канал «Теория большого Политеха», чтобы мыслить в космических масштабах!
Что ещё почитать?